一種用于緊縮場測試的圓極化發(fā)射/接收天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，屬于通信天線測量測試領(lǐng)域，特別是一種用于緊 縮場測試的圓極化發(fā)射/接收天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于緊湊型終端測試系統(tǒng)具有便攜式和低成本特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于個人移動終 端設(shè)備的測試測量。其中由于該系統(tǒng)體積小，測試頻段范圍寬，因此選用的發(fā)射\接收天線 多為寬帶，小尺寸單極化、雙極化、圓極化天線。目前多見寬帶單級子天線、雙極化印刷陣 子、平面螺旋天線、VIVAD天線等作為源天線，其中螺旋天線由于結(jié)構(gòu)滿足非頻變原理，在很 寬的頻帶內(nèi)具有良好的阻抗和輻射特性，獲得了較廣泛的應(yīng)用。包含等角螺旋天線和阿基 米德螺旋天線等，由于等角螺旋天線其螺旋增長率較快，在螺旋末端截斷時，由于"截尾"效 應(yīng)而引起的反射電流勢必較大，從而破壞了天線的低頻端特性。而阿基米德螺旋線的增長 率較慢，因此其低頻性能要優(yōu)于等角螺旋天線，但也由于其天線臂增長率慢且天線臂較細(xì)， 環(huán)繞長度長。而實(shí)際中，介質(zhì)基板會必然會有介質(zhì)損耗，天線臂本身有一定的導(dǎo)體損耗，這 就帶來了傳輸損耗大，效率低的缺點(diǎn)。加上螺旋天線寬帶特性和自身阻抗特性為120-180 歐左右，饋電需要輸入端通過巴倫進(jìn)行平衡不平衡轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，常見巴倫多為漸變 的微帶平行雙線巴倫，因此導(dǎo)致螺旋天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剖面高、尺寸大等限制其進(jìn)一步應(yīng)用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供寬頻圓極化、小型螺旋天線，安裝于 緊湊型移動終端測試系統(tǒng)內(nèi)部的一種用于緊縮場測試的圓極化發(fā)射/接收天線。
[0004] 本實(shí)用新型解決其問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種用于緊縮場測試的圓極化發(fā)射/接收天線，包括天線基板和印刷于天線基板 上的輻射體，所述輻射體包括采用自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的雙臂平面等角螺旋天線段和阿基米德雙臂 螺旋天線段，所述天線基板上由中心向外環(huán)方向依次螺旋分布雙臂平面等角螺旋天線段和 阿基米德雙臂螺旋天線段，雙臂平面等角螺旋天線段的兩個末端與阿基米德雙臂螺旋天線 段的兩個首端一一對應(yīng)連接。
[0006] 進(jìn)一步，所述雙臂平面等角螺旋天線段其中一個旋臂滿足以下方程：
[0007] T1= r 〇e(a4>)
[0008] r2=r〇ea(4> 90。）;其中r i為外旋臂線與天線基板中心的距離，r2為內(nèi)旋臂線與天線 基板中心的距離，r。為初始螺旋線半徑，α為螺旋增長率，Φ為旋轉(zhuǎn)角度，雙臂平面等角螺 旋天線段的另一個旋臂按照上述等角螺旋天線方程生成的曲線由原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度生成。
[0009] 進(jìn)一步，所述雙臂平面等角螺旋天線段的邊界上設(shè)置有慢波結(jié)構(gòu)。
[0010] 進(jìn)一步，所述慢波結(jié)構(gòu)為以
曲線作為一組圓心坐標(biāo)，半徑不等， 間距由外到內(nèi)逐漸減小，通過調(diào)整位置不同的半圓的面積和直徑，以優(yōu)化高頻阻抗匹配的 慢波結(jié)構(gòu)。
[0011] 進(jìn)一步，所述慢波結(jié)構(gòu)為一組半徑和間距小于3_的半圓。
[0012] 進(jìn)一步，作為上述的另一種實(shí)施方式，所述慢波結(jié)構(gòu)為以平面等角螺旋天線為起 始端，以二項式函數(shù)為終端矢徑函數(shù)或正弦曲折臂疊加的方式設(shè)置。
[0013] 進(jìn)一步，所述螺旋增長率α的取值范圍為〇. 12-1. 2,匹配天線在I. 710GHz_10GHz 的阻抗特性。
[0014] 進(jìn)一步，所述天線基板為介電常數(shù)為4. 4、厚度為2mm的單面環(huán)氧板。
[0015] 具體地，所述輻射體的最大直徑為下限頻率所對應(yīng)波長的1/2,所述自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的 阿基米德雙臂螺旋天線段的外徑取決于下限頻率對應(yīng)的最低頻率，整個天線工作頻帶的 上下限取決于雙臂平面等角螺旋天線段的臂長和起始半徑。
[0016] 進(jìn)一步，所述阿基米德雙臂螺旋天線段的線寬和間距為0. 94mm。
[0017] 進(jìn)一步，所述阿基米德雙臂螺旋天線段的兩個旋臂上各設(shè)置有一個貼片電容，所 述貼片電容的焊盤位置以天線基板中心旋轉(zhuǎn)180度的跨接在兩臂之間。
[0018] 進(jìn)一步，所述貼片電容的電容值為4pf。
[0019] 進(jìn)一步，還包括用于進(jìn)行饋電的同軸射頻電纜，所述同軸射頻電纜的外皮和內(nèi)芯 分別焊接在雙臂平面等角螺旋天線段的兩臂上。
[0020] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用的一種用于緊縮場測試的圓極化發(fā)射 /接收天線，通過利用等角螺旋線增加阿基米德螺旋線構(gòu)成復(fù)合螺旋天線實(shí)現(xiàn)天線小型化， 兩種螺旋線均以天線圓心為中心。比常規(guī)阿基米德螺旋天線口徑面積縮小50%。，并且： (1)本實(shí)用新型具有優(yōu)良寬帶特性，可工作于PCS\DCS\WCDMA和WIFI和LTE系統(tǒng)，工作頻 率：698-960MHz、l. 710GHz-10GHz，駐波小于 2. 5。
[0021] (2)通常工作在0· 7~4G Hz工作頻段，對于平面等角螺旋天線，直徑至少需要 0.5 λ max,約214mm;對于平面阿基米德螺旋天線，直徑至少需要0.4 λ max,約171mm，本 實(shí)用新型尺寸直徑為120mm比平面等角螺旋天線口徑面積縮小71. 3%，比阿基米德螺旋天 線口徑面積縮小50%
[0022] (3)天線采用FR4作為基材降低成本，采用印制電路工藝，為批量生產(chǎn)一致性提供 保證。
[0023] (4)天線不使用平行漸變雙線巴倫結(jié)構(gòu)，利用同軸射頻電纜饋電，降低天線設(shè)計、 安裝復(fù)雜度和物理剖面。
【附圖說明】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0025] 圖1是本實(shí)用新型天線整體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本實(shí)用新型天線整體的立體視圖；
[0027] 圖3是本實(shí)用新型電壓駐波比隨頻率變化曲線（頻率范圍0. 6GHz-l. 6GHz);
[0028] 圖4是本實(shí)用新型電壓駐波比隨頻率變化曲線（頻率范圍I. 6GHz-10GHz);
【具體實(shí)施方式】
[0029] 參照圖1-圖4,本實(shí)用新型的一種用于緊縮場測試的圓極化發(fā)射/接收天線，包 括天線基板1和印刷于天線基板1上的輻射體，所述天線基板1采用介電常數(shù)為4. 4、厚度 為2_的單面環(huán)氧板，同時采用同軸射頻電纜進(jìn)行饋電。所述輻射體包括采用自互補(bǔ)結(jié)構(gòu) 的雙臂平面等角螺旋天線段2和阿基米德雙臂螺旋天線段3,所述天線基板1上由中心向外 環(huán)方向依次螺旋分布雙臂平面等角螺旋天線段2和阿基米德雙臂螺旋天線段3,雙臂平面 等角螺旋天線段2的兩個末端與阿基米德雙臂螺旋天線段3的兩個首端一一對應(yīng)連接。
[0030] 其中所述雙臂平面等角螺旋天線段2的螺旋線臂長接近一個工作波長，天線的 最大直徑約為下限頻率所對應(yīng)波長的1/2。所述自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的阿基米